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专家点题
为人类造福为世界消灾
作者：张星元
传说中的南海观世音菩萨是人们理想中的大慈大悲、救苦救难并且具有神秘力量的化身。我们仰慕这种神力，但我们不相信上帝。要创造人类的幸福，全靠我们自己。
类型不一，特色各异
生物工程就具有这种为人类造福为世界消灾的神力，而生命活体则是这种神力的载体。生物工程是指以生物学、化学和工程学相结合的方法，依靠生物有机体、生物学系统或生物学过程，生产人类需要的产品或保护人类生活环境的应用技术体系。生物工程学科是在科学实践中逐渐形成和发展的、将生命科学原理应用于工农业生产或服务于人类的工程类新兴学科。
生命活体理应包括有生命的动物、植物和微生物，目前主要是指微生物活细胞。人类主动地借助于微生物为自己造福和消灾仅仅有一百多年历史。19世纪60年代，法国人巴斯德关于微生物生理的研究使酿酒业走出了困境；德国人柯赫在1876年发表的关于病原菌的早期工作和微生物的纯培养技术证明确实是细菌引起了炭疽病。巴斯德和柯赫开创了人类利用微生物为人类造福和防止微生物危害人类的新纪元。1928年英国人弗莱明发现了青霉素，十几年后，深层通气发酵的生产方法问世。
继1944年美国埃弗里首次证实DNA是遗传物质之后，1972年美国人伯格在试管中构建了第一批重组DNA分子，1973年美国人科恩将外源DNA插入质粒，并进一步将它引入大肠杆菌，从而开创了基因工程的研究，1991年，瑞士人贝利提出了代谢工程的概念。
代谢工程就是把生化学、细胞生物学、微生物生理学与基因工程的方法学结合起来，把生物学原理与工程学原理结合起来，以此来协调和解决工业发酵的难题。
由此可见，随着相关生物技术及工程技术的发展，人类利用微生物的手段越来越高明，人类与微生物的关系正处在积极协调发展之中。
对立和统一
生物工程以及以它为基础的产业——生物工业在国民经济和人类文明等方面的成就已经表明，并且将进一步证明，生物工程的出现为产业结构打开了新局面，生物工业必将在发酵工业的基础上日益兴旺起来，发展成技术密集型的新产业。
半个世纪来，从工业发酵类专业到生物工程专业，其专业科学技术的载体始终是有生命的有机体(即所谓“活的生物体”)。在生物工业生产中，人的意愿要通过微生物的生命活动来实现，在这个意义上，人在生物工业生产中处于被动的地位。因此，在工业生产中如何发挥人的主观能动作用，对于工业微生物学家和生物工程师来说，始终是一个挑战性的问题。
生物体，特别是微生物具有造福于人类和保护环境的巨大潜力，人类利用微生物可以实现更多美好的理想。然而，在生物工业中人类只有依靠微生物才能间接地达到目的。
微生物的生存利益与人类的经济利益，也就是微生物的生命活动规律和人的意志，这两者既是对立的，又是统一的。人出于经济利益对微生物代谢进行的导向受到微生物的细胞的生存保障体系的制约，同时，人的经济利益的获得同样需要微生物的细胞的生存保障体系的支持。要充分发挥人在生物工业中的主观能动作用，掌握好对微生物的代谢进行导向的程度，恰如其分地引导微生物在特定条件下进行新陈代谢，使微生物的生存保障的本能与人的经济利益的对立，在维持微生物细胞生存这一点上得到统一。在对立和统一的矛盾斗争和相互转化中，人的主观能动作用是关键而人的主观能动作用的发挥在技术上则取决于生物工程的学术水平。
青出于蓝而胜于蓝
尽管发酵工程学科与生物工程学科在“利用活的生物体为人类造福和消灾”上是一脉相承的，然而后者与前者相比，技术要先进得多，应用范围要大得多。生物工程学科将生物技术、信息技术和现代工程技术等方面包容并超越了工业发酵类工程学科；生物工程学科的应用范围早已突破了发酵工程学科的酒类、酒精、溶剂、有机酸、氨基酸、核苷酸、工业酶制剂、抗生素等等轻化工产品的领域，并延伸到新的生物材料或生物活性物质的开发和生产、生物制药(含农药、兽药)、已导入了外源基因的工程菌的目的产物(含动植物基因产品)的发酵法生产、动植物细胞的培养技术、生物环保技术、医药、环保等领域。我们相信，经过不懈努力，生物工程为人类造福为世界消灾的神力将得到充分的体现。要创造人类的幸福，全靠我们自己！(作者系江南大学生物工程学院教授)
学子心语
奇妙、魅力两无限
作者：毕凤珍
还记得高考前夕填志愿时的那种情形，我怀着对生物学的浓厚兴趣，在志愿表上毫不犹豫地写上“生物工程”这个专业的名称。准确地说，当时的我对生物工程的概念完全是由高中时学的生物课程引申而来的，只觉得人们可以利用生物做很多有益的事，这是一项很有潜力的工程。这种想法现在看来似乎有些可笑，随着学习的深入，我对这一概念有了更深的理解，生物工程所用的生物技术也随着科学的发展逐步由传统走向现代……
——毕凤珍
现在已在江南大学生物工程专业就读的毕凤珍同学，她说她之所以选择生物工程专业，是来自高中时生物老师的一次次实验课，从那时起，她知道了生物体中的细胞、基因和遗传等对生命的作用，她觉得生命竟是如此奇妙。今天，与“生命”为伴的她，心中是否还有那份奇妙呢？
记者：在你的心中，高中时对生物工程的认识是觉得人们可以利用生物做很多有益的事，觉得它很奇妙，那么，现在对专业的体会又该怎样呢？
毕凤珍:直到现在我仍然认为生物是奇妙的。我们知道，传统的生物工程通常指我们的祖先在几千年前就学会利用的发酵、育种等等，如传统的白酒黄酒酿造、酱油的生产便是发酵在人们生活中应用的很好的例子。而现在生物工程则是应用现代生物科学和某些工程原理，利用生命有机体及其组成来发展新产品或新工艺的一种技术体系。
记者：在生物工程专业的所有学科中，如果让你来给专业进行一次“解剖”，可以分为几个大的部分？
毕凤珍：从我们所学习的课程和知识结构来看，我想应该有4部分，发酵工程(也称微生物工程)、酶工程技术、细胞工程和基因工程。
记者：这4部分对我们的作用分别有哪些？
毕凤珍：发酵工程主要是指利用微生物的某些特定功能，通过现代技术手段来产生有用物质或直接把微生物应用于工业化生产的一种技术。“力学而得之，必充广而行之”。目前随着世界经济的发展和人类对资源的大量开发，诸多危机如能源危机和环境危机已开始影响工农业发展和人民日常生活。现在国内外研究较多的解决能源危机的可能途径之一便是用微生物发酵处理农作物秸秆来制造酒精，这已成为一种有生命力的再生能源。
酶工程技术也是一类应用广泛的生物方法，包括酶生物合成的调节技术、酶的分离纯化技术、酶反应动力学研究技术、酶的分子修饰技术等诸方面。这些技术的应用对于某些大分子药物的合成有重要意义。
近年来，随着细胞遗传学、生理学和分子遗传学等学科的发展，生物工程的另一分支——细胞工程和基因工程在遗传和育种上日显其重要性。我们听得较多的便是克隆技术，多莉羊的诞生不仅是一次重大的技术突破，也引发了一场全球性的关于克隆与传统伦理道德的讨论；另一方面，利用局部克隆技术在医学领域的应用，人们可制造出人体的各种组织器官如肝脏、动脉等，这些在临床医学中将会有较广泛的使用。人们对生命体的探索和开发上升到分子水平上，带来了基因工程的发展。它的发展具有广泛的应用价值，为工农业生产和医药卫生等开辟了新的途径，也为许多基础性研究提供有效的实验手段。
记者：在实际的技术应用中，生物工程技术在哪些领域应用最广？
毕凤珍：从目前的情况看，现在日益兴起的生物制药对生物技术的含量较高，它有机地结合了生物工程的四个方面：发酵工程制药、细胞工程制药、基因工程制药及酶工程制药。据统计，人类60%以上的生物技术成果集中应用于医药工业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此引起了医药工业的重大变革，生物技术制药得以迅速发展。
记者：从长远的目标来看，生物工程专业的各项技术在我们的生活中将扮演什么角色？
毕凤珍：从生物工程在农业、医药、食品和化工等方面的应用对人们生活的影响及对解决粮食危机、环境污染这些问题所体现的优势可看出，生物工程将成为21世纪最重要的技术支柱之一。例如，太湖水污染的治理问题是目前环境保护中的一项大课题，而研究较多的治理方案便是采用生物技术进行脱氮、除磷以达到改善水体、净化水质的目的。人们常提到的泡沫塑料等难降解的废物造成的白色污染是环境保护的一个大敌，而采用生物方法合成的可降解塑料，则可有效避免这一问题，其生产成本的降低和规模的扩大将利于白色污染的进一步解决。在工农业生产中碰到的如土壤污染和地下水污染的问题，通过生物修复技术可将污染程度降到较低的水平。
“纸上得来终觉浅，绝知此事须躬行”。当我们将掌握的生物工程知识转化为生物技术，应用于实践并取得成效时，必将更深刻地体会到她的魅力!
专业通览
专业揭秘及院校介绍
一、专业揭秘
生物工程专业是一门多学科交叉的边缘学科，主要运用生物学理论和生物技术，结合化学及工程学的基本原理和技术手段，进行多种产品的合成研究、过程开发和工程设计。生物工程专业的应用范围广阔，涉及化工产品、精细化工产品、轻工食品及添加剂、化学药品、生物制品、基因工程药品、生物农药、酶制剂等产品的生产技术开发和工业设计，也涉及到在农业、环境、海洋等领域的应用。本专业在生物技术的开发和实现产业化的过程中起重要的作用，属于前沿科学和高新技术领域，有广阔的发展前景。
培养目标：本专业培养掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能，能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。
培养要求：本专业学生主要学习微生物学、生物化学、化学工程、发酵工程等方面的基本理论和基本知识，受到生物细胞培养与选育、生物技术与工程等方面的基本训练，具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。
主干学科：生物学、化学、化学工程与技术。
主要课程：有机化学、生物化学、微生物学、化工原理、生化工程、生物工艺学、发酵设备。
主要专业实验：生物化学、微生物学、化工原理、发酵工艺与工程等。
就业前景：学生毕业后可在高新技术企业或医药、生化、食品、轻工、环保、能源、内外贸、工商卫检、海关等行业和高等院校、科研院所等部门工作。
二、开设生物工程专业的高校介绍
中国农业大学
中国农业大学的生物工程专业是该校食品学院下的一个本科专业。该院拥有较强的教学与科研实力，是国家教育部评估认定的“食品科学与工程”唯一的国家重点学科。
学院目前暂分东西两个教学科研区，下属四个系、两个研究所和两个重点实验室及两个中心。即食品科学系、食品工程系、食品营养与生物技术系、生物工程系、食品科学研究所、食品工程研究所、教育部食品科学与功能食品重点开放实验室、农业部农产品贮藏与加工重点开放实验室、卫生部食品质量检测中心和农业部中日农产品加工工程中心。
天津大学
天津大学化工学院是在原天津大学化学工程系、应用化学系、化学工程研究所等单位的基础上于1997年7月正式成立的，下设有包括生物工程系在的7个系。
该校的生物工程专业师资力量雄厚，现有教授6名，副教授5名，具有国内外先进仪器设备和良好的科学研究条件。研究方向包括发酵工程、代谢工程、生物反应工程、生物分离工程、细胞工程、天然产物工程、基因工程和基因工程产品生产工艺等。近年来完成20余项国家、部委及天津市重点攻关和基础研究项目，总体研究水平和成果居同学科国内领先水平，部分研究领域处于国际领先地位，科研成果推广而产生的直接经济效益已达1.2亿元以上。
本专业有博士学位和硕士学位授予权。近年来所培养的研究生和本科生已在各自的工作岗位上发挥着重要作用。
四川大学
四川大学生物工程专业于1985年经国家教育部批准面向全国招收本科生。生物工程是综合性工程技术专业。该校的生物工程以基因工程等现代生物工程技术为核心，突出生物制药特色。本科学制四年，授予工学学士学位。
合肥工业大学
合肥工业大学是教育部直属高校，是一所工、理、文、经、管、法、教育等综合的多科性全国重点大学。该校生物工程专业旨在培养从事生物工程领域的科学研究、工程设计与生产管理、新技术及新产品开发等工作的高级工程技术人才。本专业设置生化工程、发酵工程两个特色专业方向供学生选修。
生物工程专业学生在校主要掌握生物细胞培养和选育、生物技术及其工程化的科学原理、工艺技术和工程设计的基础理论、基本技能。
三、开设生物工程专业的高校还有：
北京理工大学、北京化工大学、北京轻工业学院、天津轻工业学院、天津商学院、河北工业大学、河北科技大学、内蒙古农牧学院、大连理工大学、黑龙江大学、齐齐哈尔大学、上海大学、上海交通大学、华东理工大学、南京理工大学、江南大学、浙江大学、华中农业大学、重庆大学、四川轻化工学院、西北大学、西安交通大学、西北农业大学等。(云飞)
就业前瞻
抓住新世纪的发展先机
生物工程作为一个现代的学科领域，是当今世界各国关注的重点，也是全球发展最快的高技术领域之一。生物工程的发展和应用将带来一次新的产业革命。
“三剑客”中生物独占两元
若问眼下最热的科技名词有哪些？人称“三剑客”的纳米、基因和网络当排前列。在这“三剑客”中，纳米和基因都离不开生物工程的支持。
在国外，许多国家的纳米技术在生物工程技术的支持下已在各个领域开始进入应用阶段，甚至已经开始建立市场，我国在这方面才刚刚起步。如从事多孔硅的医学应用研究开发的英国一家纳米生物风险企业首席技术主管2002年9月就抵达日本，并在9月17日于名古屋市举办的“2002年国际固体元素�凡牧洗蠡帷鄙戏⒈砹斯赜谏锸视π郧俊⒉⒖墒迪止柙傻囊搅朴枚嗫坠璧难萁病T诖饲案闷笠翟诙锸笛樯隙远嗫坠璧奈薅拘浴⑸锸视π浴⑸锝到庑缘冉辛硕嘟嵌鹊难芯浚⒁延?002年7月与新加坡综合医院等在新加坡联合成立了一家公司，不仅在新加坡开展业务，还将进一步拓展业务范围。在日本，主管表示，他将以此次来日本为契机，进一步积极地推进与日本企业在纳米生物工程方面的洽谈。
在基因方面，据国家863计划提供的资料表明，我国生物工程领域设置的各个项目都有不同进展，其中不少具有自主知识产权，显示出我国生物工程研究的创新能力逐步提高。如在基因工程疫苗和药物研发中，从80年代起陆续有18种医药生物工程技术产品投入市场，其中3种拥有自主知识产权。而目前已经完成或正在进行临床试验的几十种新的基因工程药物和疫苗中，60%具有自主知识产权。专家们认为，这充分说明了我们的研发从跟踪仿制开始走向自主创新的新阶段，从实验室研究走向产业化。我国生物工程不仅在科研上缩小了与发达国家的差距，而且成为国家经济发展中耀眼的亮点。
规模与价值并驾齐驱
自从20世纪50年代以来，生物工程发生了巨大的变化。短短几十年间，生物工程学科从生物化学的一个分支发展演变成为与计算机科学、电子工程科学并驾齐驱的世界三大发展最快的现代科学之一。许多科学家甚至预言，二十一世纪将是生物工程科学的世纪。现在，以开发现代生物工程为主体的公司和研究所，更如雨后春笋般遍及欧、美、日。这种科学研究与生产开发相结合的形式进一步促进了生物工程科学的发展，根据美国政府的预计，到本世纪初，美国生物工程产品年产值将超过1000-2000亿美元。
更令人欣喜的是，在我国，一个新兴的生物工程产业已初具规模。目前，全国已建立了近30多个生物工程企业，我国生物工程的产值从1986年的2亿元上升到2000年的近200亿元。
除了生物工程技术的产值成直线增长外，生物工程给我国的各个领域所带来的经济效益呈现扶摇直上的态势。据不完全统计，我国仅推广种植杂交水稻、抗虫棉和抗病小麦等，按其累计种植面积所获增产或节支产生的社会效益就高达37亿元；水稻繁殖、制种的实际收入有7.65亿元，直接利润也达到1.6亿元以上。
生物工程革命究竟需要什么
一些专家和学者对中国生物工程产业现状也表示出一些担忧，他们认为：生物工程产业的高速成长也就在今后5-10年间，机遇转瞬即逝，我们再不能错过这次生物工程的技术革命了！
为了迎接生物工程技术革命的到来，展示和学习国际生物工程先进成果和经验，加强生物工程及相关产业的国际交流合作，提高我国生物工程研究开发水平，同时也为加速我国生物工程产业化进程，在科技部、卫生部、农业部等国家部委的大力支持下，中国技术市场管理促进中心等单位成功举办了2001年“中国国际生物技术展览会暨研讨会”。此次展览汇集了众多国内外从事生物工程技术研发和产品生产的知名厂商、机构，丹麦诺维信集团、美国IBM公司、安捷伦公司、德国黑德博格公司、韩国发酵机株式会社、香港基因公司等一百多个国内外展商集中展出了当今世界先进的生物工程技术及产品。同期举办的“中国国际生物技术研讨会及CEO论坛”所取得的效果更是盛况空前，来自世界各地的百余位知名生物学者到会，为生物工程技术的开发和应用传经授技。
现在，生物工程产业美好的发展前景已普遍被包括中国在内的世界各国所看到。生物工程及其产业化已受到各国政府、科技界和产业界的高度重视，普遍被列为各国科技及经济发展计划重点支持的领域。生物工程科学是一个前景广阔、发展迅速而又竞争激烈的领域，也是一个巨大的潜在市场，谁先在这个领域站稳脚根谁就能率先获得在新世纪中发展的优先权。
生物工程有研究和开发周期长、技术含量高、产品的寿命周期长的特点。由此决定这是一个需要高投入的行业：在项目的种子期、创业期、扩展期和成熟期，都需要持续的、大量的资金投入。只有资金充分，新生的、具有创意和广阔市场潜力的项目才能成长起来。不止于此，这个产业的发展还需要具备开发头脑的领袖型科学家，需要一大批能够进行开发性研究的科技人才，需要既熟悉生物科技又熟悉市场，并善于集资和融资的管理人才。(西渭)
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